大家有没有看过那种物流新闻,在高速上重卡开的很快,然后遇到了烈日暴晒,为了赶路猛踩油门,然后轮胎烫了。
要是换成我们现实里的长途重卡,在高速上开到100km/h,为了省点油钱猛踩油门,烫手的几率大不大?
今天我就来好好聊一聊。
01理论上不会烫手
首先,单从理论上来讲,重卡猛踩油门其实根本不会烫手。
在行驶过程中猛踩油门,轮胎会产生一个滚动阻力,而且承受了摩擦生热,如果摩擦热量足够大,轮胎就会发烫。
这轮胎开始发烫时的阻力,就会被称为“滚阻”,或者加“形变滞后”,和橡胶的分子链以及炭黑抱团等情况都是有关系的。
哈工大团队对轮胎的滚阻以及发热情况进行了个实验,给出了不同类型轮胎在道路上滚阻数值的大致范围。
其中,低端胎的滚阻差不多百公里吃掉十几升油,也就是烧掉十几升的柴油;普通胎是几升油;外资高端胎1-2升油;特种胎不到1升油。
也就是说,不考虑其他情况,如果轮胎在猛踩油门的时候,承受的摩擦热量超过这个数值,就挺费钱,估计要烧油了。
但是橡胶所能提供的弹性极限,其实没有那么大。
整个车子和地面接触的部分毕竟就只有轮胎,典型的炭黑聚集体峰值一般在抱团严重左右。
在发烫之前,肯定是分子链已经拉扯不住了,内耗先冒出来了。
从数值上来看,即使是相对比较容易发烫的重卡胎,在猛踩油门的时候,也就费点油,不至于烫手。
02实际有烫手的可能
那从“理论上”说,想把轮胎开烫几乎不可能,为什么老张在服务区测出82度呢?是什么在作怪?
第1个,轮胎又不是铁疙瘩,不是理论上所谓的“刚体”,为了耐磨,轮胎里都是加了炭黑的。
轮胎在发烫之前,通常会发生分子链打架,填料也会在猛烈的滚动过程中发生抱团,这就会让滚阻数值发生飙升的情况。
《材料力学》这本书里也讲到过:对复合材料和填料来说的话,微观摩擦的滞后响应,将使滚阻数值减少差不多30%。
也就是说,突然加入滑道,轮胎的滚阻数值其实是在急剧下降的。
就容易让一些载重大、路况差、轮胎本身滚阻就不低的卡车省油,而且胶料越软的轮胎就越容易看到成效。
除此之外,路面上的高温,也会让轮胎在行驶的过程中发烫。
有论文的,里面说:
王友善,哈工大团队.轮胎滚动阻力与微观结构分析[J].复合材料学报,2020.
轮胎发热有2种:一种是结构型发热,是因橡胶分子链拉扯引起的。
另一种是抱团型发热,是填料在滚动轨迹失控之后,侧向摩擦其他的分子而“抱团”了。
一些本来不会发烫的轮胎,如果你恰好碰到什么“路面晒软了”、“气温逼近40度”…也会发生烫手。
03国产胎破局的机会比较大
但看下来,国产胎在行驶时打破垄断,拿奖的机会还是比较大的。
还是哈工大团队的数据:
《高性能轮胎关键技术及其绿色智能制造》
在研发攻关项目当中,有95%都是技术型突围,只有5%的测试是没有实验室,单纯靠吹牛皮、方向打的过猛混日子的。
道理也很简单的,咱们正常做实验、搞配方,就算遇到瓶颈,也很少有人直接放弃吧,除非说别人给你使绊子了。
所以国家科技进步奖的评定也显示:国产新胎的滚阻数值约降了25%。
只有一些含氟长链聚合物特别足的滑道,或者纳米级控制很精准的工艺,省油的比例才会比较高。